东陶(Toto)一直以来都以生产高端马桶和卫生陶瓷闻名于世。不过,这家公司在陶瓷制造领域的深厚技术积累,也为其在半导体行业开辟了一片新天地。自20世纪80年代起,东陶生产的静电卡盘(e-chucks)就成为了半导体制造中不可或缺的关键部件。据《日经新闻》报道,今年东陶仅靠这些产品的营业利润就预计将突破1亿美元大关。
在现代半导体制造过程中,静电卡盘(ESCs)扮演着至关重要的角色。它通过静电吸附力,而非传统的机械夹持或真空吸附方式,将硅片(或其他基底材料)牢牢固定在设备上。这种卡盘在芯片生产的多个环节中都发挥着关键作用,包括极紫外光刻(EUV)步骤、等离子体刻蚀、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等,这些环节都对晶圆的精确定位和低污染有着极高要求。
传统上,静电卡盘主要用于CVD、PVD和等离子体刻蚀环节,而在深紫外光刻(DUV)步骤中,由于其操作环境通常是常温或浸没在液体中,因此使用真空吸附系统就足以满足晶圆的平整度和定位需求。然而,极紫外光刻(EUV)技术的出现改变了这一局面。EUV光刻使用13.5纳米的极短波长,且必须在高真空环境中进行,以避免EUV光线被吸收。在这种环境下,静电卡盘的优势凸显:它们不仅更容易操作,还能提供更均匀的夹持力,减少应力和变形,从而提升套准精度和关键尺寸(CD)的控制能力。
制造一块芯片需要经过超过4000道复杂的工序。近年来,随着EUV技术的广泛应用以及对晶圆精确定位需求的增加,静电卡盘的使用率也在不断攀升,这直接推动了东陶的营收和利润增长。用于制造静电卡盘的陶瓷材料必须具备高强度和抗裂性能。东陶凭借其在卫生陶瓷领域积累的丰富经验,利用其在成型和烧制方面的专业技能,开发出了性能均匀且可靠的陶瓷材料。然而,随着半导体行业的快速发展,这一领域的竞争也日益激烈。东陶在静电卡盘市场上面临着来自新光电气工业(Shinko Electric Industries)的强劲挑战,后者与芯片设备制造商和应用材料公司(Applied Materials)有着紧密的合作关系。
为了巩固自身在市场中的领先地位,东陶在制造环节投入了大量资源。2020年,公司斥资118亿日元在日本大分县新建了一座陶瓷生产基地。从2020年4月到2024年4月,东陶的陶瓷生产团队规模扩大了约20%。据公司总裁Noriaki Kiyota透露,公司还在考虑进一步新建工厂的计划。
在2024财年,东陶预计其陶瓷业务将实现200亿日元(约合1.3亿美元)的营业利润,利润率接近40%,这一数字远高于公司整体预计的7%利润率。展望未来,东陶计划到2026财年将陶瓷业务的营业利润提升至250亿日元,并进一步拓展其产品线。
东陶的目光不仅局限于晶圆加工环节,还积极拓展到半导体制造的下游工序,如芯片切割和封装。据相关报道,随着三维芯片堆叠技术的兴起,新的基底材料技术成为关键,而陶瓷材料有望在这些新兴工艺中发挥更加重要的作用。
东陶公司总裁Noriaki Kiyota在接受《日经新闻》采访时表示:“尽管市场会有起伏,但半导体行业无疑将继续保持指数级增长。”